RC电路的过渡过程.ppt

2 了解RC电路充电时的过渡过程 3 了解RC电路放电时的过渡过程 4 掌握微分电路和积分电路的应用 1 掌握换路定律 学习目标 充电 放电均包括两个阶段 充电 充电时的过渡过程和充满电以后的 隔直 阶段 放电 放电时的过渡过程和放完电以后的过程 过渡过程 由一种稳定状态变化到另一种稳定状态必须经过的变化过程 常称为 暂态 一 换路定律 电路由一种稳态转换到另一种新的稳态 如电路的接通 断开 短路等 会发生稳态转换 这种电路条件的变化 叫做换路 电容两端的电压不能突变 通过电感的电流不能突变 换路定律说明了开关在接通和断开瞬间 电容两端电压以及通过电感的电流的情况 换路定律的内容 因为从t 0 到t 0 瞬间 电容元件两端的电压uC和电感元件中的电流iL不能突变 所以 电容两端的电压uC和通过电感的电流iL在换路前瞬间和换路后瞬间的值相等 其数学表达式为 换路定律仅仅适用于换路瞬间 可以用它来确定t 0 时刻电路中的电压和电流值 即过渡过程的初始值 二 过渡过程初始值的确定 电路中各电压 电流在换路后的初始瞬间 即t 0 时刻的值 称为过渡过程的初始值 过渡过程中的电压或电流都从初始值开始变化 确定各个电压和电流初始值的方法步骤 1 先由t 0 的电路求出uC 0 或iL 0 2 根据换路定律求得t 0 时的uC 0 或iL 0 3 根据欧姆定律 基尔霍夫定律 确定其他电压和电流的初始值 例4 5 如图所示电路中 设直流电压E 10V R 2 5 电容C上无电压 求开关S闭合瞬间电路中的电流i和电压uC uR的值 解 已知开关S合上前电容两端无电压 即uC 0 0 根据换路定律可得开关S合上瞬间 uR 0 E uC 0 10V uC 0 uC 0 0 三 RC电路充电时的过渡过程 例4 6 如图所示电路中 设uC 0 0 电源电压E 10V R1 2k R2 3k C 5 F 试求开关S闭合后 t 100ms时 电容两端的电压uC 并作出uC随时间变化的曲线图 解 先求时间常数 R1 R2 C 25ms解法一 当t 100ms时 t 4 查表可得 uC 0 982E 0 982 10 9 82V解法二 uC随时间变化的曲线图如下图所示 四 RC电路放电时的过渡过程 电容器充放电的特点 1 在RC充放电回路中 电容器两端的电压不能突变 2 电容器在刚充电瞬间相当于 短路 3 电容器在充电结束之后 充电电流基本为零 相当于 开路 即所谓的 隔直 4 一般认为 t 3 5 时 充放电过程基本结束 若下图所示RC电路的时间常数远大于输入矩形脉冲的脉冲宽度 即 还会输出正负尖顶脉冲吗 你知道这时电路能起什么作用吗 课堂小结 1 换路定律仅仅适用于换路瞬间 可以用它来确定t 0 时刻电路中的电压和电流值 即过渡过程的初始值 2 电容器的充放电有以下特点 1 电容器两端电压不能突变 2 电容器在刚充电瞬间相当于 短路 3 电容器在充电结束之后 具有 隔直 作用 4 t 3 5 时 充放电过程基本结束 3 微分电路可以把矩形波